【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在空间受限条件下提升圆盘摞产品周转输送效率的新型桁架及其控制方法，属于自动化生产领域。
技术介绍
1、目前在物流仓储与自动化生产现场，各类自动化与智能化技术得到了广泛和快速地发展，使用周转桁架能够明显地提高整个生产流程的自动化水平，以减少作业工人的参与度和劳动强度。
2、针对圆盘摞产品的周转输送，现有桁架通常配备有夹爪或抓手组件以快速地定位与抓取，对于所抓取的圆盘摞产品定位要求较高。一方面，现行解决手段是只能抓取预定坐标的产品，若产品位置不准，则会出现撞掉或损坏产品的情况。当圆盘摞产品出现多种不同的型号而导致产品直径和相邻列间距有差异时，只能临时调节气缸运行参数以适应，作业效率较低；另一方面，目前设计的夹爪或抓手组件一般采用气缸驱动，输出的抓取力无法在线调节，对于不同类型的产品缺少反馈应对而易于损坏产品。另外，为实现较大高度差的产品周转，现有桁架需要较高的安装与运行空间，不利于控制设备成本。
3、有鉴于此，特提出本专利申请。
技术实现思路
1、本专利技术所述的二级圆盘摞自适应周转桁架及其控制方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种可应用于高度受限空间内、针对不同型号尺寸和不同间距圆盘摞实现自适应周转运输的新型桁架产品，以达到显著提高抓取柔性化和精准度、有效提升适用场地能力和作业效率的目的。
2、为实现上述设计目的，所述二级圆盘摞自适应周转桁架包括依次连接固定并在三维空间中实现夹爪组件抓取并周转输送的x轴组件、y轴组件和二级
3、进一步地，所述的夹爪组件具有两组夹爪，第一组夹爪与夹爪底板组件固定连接，第二组夹爪的夹爪支架连接变距连接板和夹爪变距滑块；在夹爪底板组件上设置有变距电动模组、变距调节槽和直线导轨，夹爪变距滑块滑动地啮合连接于该直线导轨，变距连接板贯穿变距调节槽并可在变距调节槽中往复移动，变距连接板通过变距浮动座连接于变距电动模组的输出端。
4、进一步地，所述夹紧电缸的输出端通过压力传感器组件驱动连接移动式抱夹夹爪。
5、进一步地，所述的x轴组件包括用于设备底部支撑的x轴框架，在x轴框架顶部、沿水平方向分别对称地辅设有两组x轴直线导轨和两组x轴齿条组件，以及驱动y轴组件整体沿x轴齿条组件往复移动的x轴齿轮驱动装置。
6、进一步地，所述的x轴齿轮驱动装置包括双出轴减速机和x轴伺服电机，双出轴减速机安装固定于y轴组件，双出轴减速机的两端输出轴分别对称地通过联轴器连接于传动轴的一端，传动轴的另一端与l型转向箱连接，l型转向箱的输出端安装有啮合连接于x轴齿条组件的齿轮，所述的y轴组件活动地连接于x轴直线导轨。
7、进一步地，所述的y轴组件包括y轴框架，y轴框架的水平两端分别通过底部的滑块滑动连接于x轴直线导轨，x轴组件1的双出轴减速机和x轴伺服电机安装固定于y轴框架；y轴组件还包括对称地辅设于y轴框架两侧部的两组y轴直线导轨和一组y轴齿条组件、连接于二级z轴组件一侧的y轴背板、以及设置于y轴背板上的y轴齿轮驱动装置。
8、进一步地，所述的y轴齿轮驱动装置包括安装于y轴背板的y轴伺服电机和直出轴减速机，直出轴减速机的输出端安装与y轴齿条组件啮合连接的齿轮，y轴背板通过滑块连接座滑动连接于y轴直线导轨。
9、进一步地，所述的二级z轴组件包括与y轴背板共同组成z轴方向二级行程的z轴立柱，所述的z轴立柱滑动地连接于固设在y轴背板上的z轴第一直线导轨，电缸通过电缸安装座安装于z轴立柱，电缸输出端的电缸推杆与y轴背板连接；在所述z轴立柱上、沿z轴方向辅设有z轴第二直线导轨和z轴齿条组件，z轴伺服电机与z轴减速机连接并通过z轴减速机法兰安装于z轴滑板，z轴减速机的输出端安装与z轴齿条组件啮合连接的齿轮，z轴滑板通过滑块滑动连接于z轴第二直线导轨。
10、进一步地，在z轴滑板上设置用于调整z轴减速机输出端齿轮与z轴齿条组件之间啮合距离的间隙调整组件。
11、基于上述二级圆盘摞自适应周转桁架的结构设计，本申请同时提出下述二级圆盘摞自适应周转桁架控制方法：
12、步骤1、沿xyz轴定位
13、夹爪组件分别沿x轴组件、y轴组件和二级z轴组件移动至圆盘摞产品的垂向上方；
14、步骤2、拍照与测算
15、由相机组件对圆盘摞产品进行拍照以确定产品具体的坐标位置；
16、根据识别出的圆盘摞产品测算出包括直径尺寸、相邻圆盘摞产品间距在内的定位信息；
17、步骤3、调节夹爪间距与夹紧力范围
18、根据步骤2测算出的定位信息，变距电动模组驱动第二组夹爪的顶端沿夹爪底板组件上直线导轨滑动，以自动调节第一组夹爪与第二组夹爪抓取之前的间距；
19、驱动连接移动式抱夹夹爪的夹紧电缸，自动地设定输出夹紧力的力值范围和夹紧距离的范围；
20、步骤4、周转输送
21、夹爪组件沿垂向抓取圆盘摞产品，以分别沿x轴组件、y轴组件和二级z轴组件移动至指定工位；
22、抓取过程中，压力传感器组件实时反馈实际夹紧力大小，由夹紧电缸在预设力值范围内自动地调节夹紧力的输出。
23、综上内容，本申请所述的二级圆盘摞自适应周转桁架及其控制方法具有以下优点：1、本申请能够应用于空间高度受限的场地环境、以及不同类型、不同型号尺寸和不同排列间距的圆盘摞产品自动化生产线，具备灵活完善的生产手段和较高的作业效率；2、本申请在抓取产品前采取相机拍照方式以准确地定位产品，通过识别出产品坐标信息以控制抓取组件的走位，避免因定位不准而发生与产品碰撞而导致损坏设备和圆盘摞产品的问题；
24、3、本申请采取的相机拍照手段还可自动准确地核定不同圆盘摞产品的直径与间距，从而达到抓取组件自适应性地行程与方向控制，有效地保证不同种类产品的共线生产，设备自身适应生产环境与产品种类的能力更强、范围更广；
25、4、本申请提出的夹爪动作由电缸驱动、同时配置有压力传感器以反馈与圆盘摞产品间的作用力大小，能够有效地保护、避免夹坏产品；
26、5、本专利技术提出的z轴组件具备二级驱动能力，可以在高度受限的空间内实现较大高度差的产品周转，灵活性和可控性更强。
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1.一种二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：包括依次连接固定并在三维空间中实现夹爪组件抓取并周转输送的X轴组件、Y轴组件和二级Z轴组件，所述的夹爪组件连接于二级Z轴组件；
2.根据权利要求1所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的夹爪组件具有两组夹爪，第一组夹爪与夹爪底板组件固定连接，第二组夹爪的夹爪支架连接变距连接板和夹爪变距滑块；
3.根据权利要求1或2所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述夹紧电缸的输出端通过压力传感器组件驱动连接移动式抱夹夹爪。
4.根据权利要求1所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的X轴组件包括用于设备底部支撑的X轴框架，在X轴框架顶部、沿水平方向分别对称地辅设有两组X轴直线导轨和两组X轴齿条组件，以及驱动Y轴组件整体沿X轴齿条组件往复移动的X轴齿轮驱动装置。
5.根据权利要求4所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的X轴齿轮驱动装置包括双出轴减速机和X轴伺服电机，双出轴减速机安装固定于Y轴组件，双出轴减速机的两端输出轴分别对称地通过联轴器连接于传动轴的一端，传动
6.根据权利要求4所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的Y轴组件包括Y轴框架，Y轴框架的水平两端分别通过底部的滑块滑动连接于X轴直线导轨，X轴组件1的双出轴减速机和X轴伺服电机安装固定于Y轴框架；
7.根据权利要求6所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的Y轴齿轮驱动装置包括安装于Y轴背板的Y轴伺服电机和直出轴减速机，直出轴减速机的输出端安装与Y轴齿条组件啮合连接的齿轮，Y轴背板通过滑块连接座滑动连接于Y轴直线导轨。
8.根据权利要求6所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的二级Z轴组件包括与Y轴背板共同组成Z轴方向二级行程的Z轴立柱，所述的Z轴立柱滑动地连接于固设在Y轴背板上的Z轴第一直线导轨，电缸通过电缸安装座安装于Z轴立柱，电缸输出端的电缸推杆与Y轴背板连接；
9.根据权利要求8所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：在Z轴滑板上设置用于调整Z轴减速机输出端齿轮与Z轴齿条组件之间啮合距离的间隙调整组件。
10.应用如权利要求1至9所述二级圆盘摞自适应周转桁架的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
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1.一种二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：包括依次连接固定并在三维空间中实现夹爪组件抓取并周转输送的x轴组件、y轴组件和二级z轴组件，所述的夹爪组件连接于二级z轴组件；
2.根据权利要求1所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的夹爪组件具有两组夹爪，第一组夹爪与夹爪底板组件固定连接，第二组夹爪的夹爪支架连接变距连接板和夹爪变距滑块；
3.根据权利要求1或2所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述夹紧电缸的输出端通过压力传感器组件驱动连接移动式抱夹夹爪。
4.根据权利要求1所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的x轴组件包括用于设备底部支撑的x轴框架，在x轴框架顶部、沿水平方向分别对称地辅设有两组x轴直线导轨和两组x轴齿条组件，以及驱动y轴组件整体沿x轴齿条组件往复移动的x轴齿轮驱动装置。
5.根据权利要求4所述的二级圆盘摞自适应周转桁架，其特征在于：所述的x轴齿轮驱动装置包括双出轴减速机和x轴伺服电机，双出轴减速机安装固定于y轴组件，双出轴减速机的两端输出轴分别对称地通过联轴器连接于传动轴的一端，传动轴的另一端与l型转向箱连接，l型转向箱的输出端安装有啮合连接于x轴齿条...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋兴原，邢正江，王熙，胡埼烨，裴胜博，刘芷见，
申请(专利权)人：科捷智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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